Это устаревшая, неактивная версия этого исследования. Перейти к текущей версии.
Технологии
Неактивный

Green Liver System [Бразилия]

Fitorremediação

technologies_1696 - Бразилия

Просмотреть разделы

Развернуть все Свернуть все
Завершённость: 80%

1. Общая информация

1.2 Контактные данные специалистов и организаций, участвующих в описании и оценке Технологии

Ответственный (-ые) специалист (-ы)

Специалист по УЗП:
Специалист по УЗП:
Специалист по УЗП:

Pflugmacher Stephan

+49 30 314 29023

stephan.pflugmacher@tu-berlin.de

Technische Universitӓt Berlin Institute of Ecology Faculty VI

Ernst-Reuter-Platz 1 10623 Berlin, Germany

Германия

1.3 Условия, регламентирующие использование данных, собранных ВОКАТ

Составитель и ответственный(-ые) специалист(-ы) согласны с условиями, регламентирующими использование собранных ВОКАТ данных:

Да

1.4 Декларация по устойчивости описываемой Технологии

Вызывает ли описанная здесь Технология проблемы деградации земель настолько, что ее нельзя назвать природосберегающей?

Нет

2. Описание Технологии УЗП

2.1 Краткое описание Технологии

Определение Технологии:

Tratamento de efluentes de piscicultura empregando macrófitas aquáticas (fitorremediação).

2.2 Подробное описание Технологии

Описание:

A piscicultura, por utilizar remédios e uma grande quantidade de ração para alimentar os peixes, provoca impactos no ecossistema aquático pela introdução de nitrogênio, fósforo e resíduos dos remédios. Essa tecnologia utiliza plantas que, após extrair o contaminante da água, armazena-o em sua estrutura para tratamento subsequente, quando necessário, ou mesmo metabolizá-lo, podendo, em alguns casos, transformá-lo em produtos menos tóxicos ou mesmo inócuos. Uma das alternativas de descontaminação e melhoria ambiental é a fitorremediação, que é definida como uma técnica que utiliza plantas e suas microbiotas com a finalidade de remover, degradar ou isolar substâncias tóxicas do ambiente. As plantas usadas nessa técnica são macrófitas aquáticas. Dessa maneira, as plantas apresentam caracteristicas de vegetais terrestres e tem grande capacidade de adaptação a diversos tipos de ambiente. Além disso, um importante fator de acordo com a International Water Association, é a seleção das macrófitas aquáticas para realizar a fitorremediação, onde o critério de escolha de quais macrófitas serão utilizadas no sistema de tratamento é associado à disponibilidade de onde será implantado o sistema. No caso da Eichhornia crassipes, a maior parte dos sólidos em suspensão são removidos por sedimentação ou por adsorção no sistema radicular das plantas. A densa cobertura dessas plantas reduz os efeitos de mistura do vento, assim como minimiza a mistura térmica. A sombra produzida pelas plantas restringe o crescimento de algas e o sistema radicular previne o movimento horizontal do material. Dessa maneira, as partículas são removidas do esgoto e, em seguida, os microorganismos associados a plantas na rizosfera lentamente se decompõe. Muitos organismos podem ser usados na degradação, como bactérias, fungos ou plantas (biodegradação) e a eficiência de um ou de outro depende, em muitos casos, da estrutura molecular e da presença de enzimas que são ágeis em degradar o produto.

O Sistema Fígado Verde emprega plantas aquáticas com o objetivo de remover, transferir, estabilizar ou destruir elementos nocivos. Esta técnica pode ser empregada para a remoção de metais pesados, hidrocarbonetos de petróleo, agrotóxicos, cianotoxinas, explosivos, solventes clorados e subprodutos tóxicos da indústria. O viveiro é localizado nas margens do reservatório de Itaparica, que tem como principal finalidade a geração de energia elétrica. Existem dúzias de tanques escavados para criação de tilápia e tambaqui (colossoma macropomum) alevinos e juvenis. Além dos tanques, existem dúzias de tanques-rede instalados no reservatório para onde os peixes são mandados na fase adulta (período de engorda). Parte do esgoto dos tanques escavados são despejados em uma lagoa de estabilização, e a outra parte vai para o Sistema Fígado Verde. A poluição comeca nos tanques de peixe por causa da alimentação e da excreção dos peixes. A alimentação é rica em fósforo e nitrogênio e pode causar a eutrofização da água, se não for tratada. O Sistema Fígado Verde consiste em um tanque de grandes dimensões (100 m x 20 m x 2,0 m). O tanque foi subdividido em seis partes (em 2 partes, Eichhornia crassipes foram plantadas e nas outras 4 partes, Egeria densa foram plantadas, 25 mudas por metro quadrado). Uma rede de nylon foi colocada para isolar a E. crassipes da E. densa. Uma tela é colocada antes da entrada do tanque para impedir que haja entrada de algum peixe que venha dos viveiros. Tmabém pode-se colocar opcionalmente uma válvula de registro na tubulação de entrada para controlar a vazão de entrada. Deve ser realizado monitoramento periódico dos parâmetros físico-químicos e biológicos para controlar as variações ambientais. Por variações ambientais entendem-se variações locais e temporais dos parâmetros físico-quimicos e biológicos no Sistema Fígado Verde em relação aos nutrientes e parâmetros ambientais. Os parâmetros foram monitorados com uma sonda multiparamétrica OAKTON 650. Os parâmetros seguintes foram analisados in situ: temperatura do ar (ºC), temperatura da água (ºC), pH, salinidade (ppm), condutividade elétrica (µS.cm-1), total de sólidos dissolvidos (mg.L-1). No laboratório, total de fósforo Kjeldahl (µg.L-1), total de nitrogênio (µg.L-1), nitrito (mg.L-1), nitrato (mg.L-1), azoto amonical (mg.L-1), oxigênio dissolvido (mg.L-1), e turvação (NTU) foram analisadas. Fitoplânctons foram também coletados para relacionar com os parâmetros monitorados.

É necessário remover a biomassa macrófita periodicamente e limpar o filtro para eliminar o lodo e a vegetação transportada pelo fluxo vindo dos tanques de psicultura. Durante a época de seca, essa remoção pode ser feita a cada 15 dias, e durante a época de chuvas, deve ser feito de 30 em 30 dias. A remoção da biomassa é, em geral, a remoção de E. crassipes, incluindo suas raízes. A E. crassipes cresce muito rápido em áreas tropicais e cheias de nutrientes. Em Itacuruba, o período de chuvas é muito curto, então a maior parte do ano é de seca. Essa é a razão porque a remoção de plantas deve ser feita periodicamente. Cercar o viveiro evitará o pastoreio de animais. Deve-se ter uma periódica limpeza da seção de drenagem. O Sistema Fígado Verde, no nosso exemplo, recebe os efluentes dos viveiros de juvenis tilápias (Oreochromis niloticus), que carrega o restante da ração (rica em nitrogênio e fósforo), fezes, antibióticos, hormônios e proibiótico

A fitorremediação (Fito = planta e remediar = dar remédio, corrigir) é uma tecnologia emergente que utiliza várias plantas (vegetais) para degradar, extrair, conter ou imobilizar contaminantes em solos e águas. Esta tecnologia tem sido considerada como uma alternativa inovadora e de baixo custo à maioria das técnicas de tratamento já estabelecidas para áreas contaminadas, como biorreatores de membrana, reatores UASB (upflow anaerobic sludge blanket) e outros. O Sistema Fígado Verde pode ser vista como uma zona úmida construída, que pode ser usado tanto no tratamento de efluentes da psicultura quanto no tratamento de efluentes de indústrias. Em ambos os casos a metodologia adotada é a mesma. Pode(m) variar a(s) planta(s) empregada(s) dependendo do tipo de poluente que se deseje remover.
Em relação à remoção de nutrientes em sistemas de zonas úmidas construídas, diferentes espécies de macrófitas apresentam concentrações variadas em tecidos vegetais diferentes. Estas conclusões demonstram as diferenças fisiológicas entre as espécies vegetais em termos de captura e estoque de nutrientes, que deve ser levadas em consideração ao planejar o tratamento de efluentes com essas espécies.
Entretanto, para que esta tecnologia se torne eficiente e economicamente viável em escala comercial algumas limitações precisam ser superadas. Plantas ideais para a fitorremediação precisam: a) apresentar rápido crescimento; b) ter elevada produção de biomassa; c) possuir sistemas radiculares extensos; d) ser de fácil manejo/poda; e) tolerar e acumular certa concentração de metais-traço em partes que possam ser colhidas

2.3 Фотографии, иллюстрирующие Технологию

2.5 Страна/ регион/ места, где применяется Технология, информация о которых собрана в данной Анкете

Страна:

Бразилия

Административная единица (Район/Область):

Pernambuco

Более точная привязка места:

Vila do Coité, Itacuruba

2.6 Сколько лет применяется данная Технология

Если год начала применения Технологии достоверно неизвестен, дайте примерную оценку:
  • менее 10 лет назад (недавняя)

2.7 Внедрение Технологии

Укажите, как именно Технология УЗП была внедрена:
  • в качестве научного/ полевого эксперимента
Пояснения (тип проекта и т.д.):

Foi construido em 2013 no Brazil pela primeira vez. O cientista principal tem experiencia anterior, entre outras, em Koréa do Sul.

3. Классификация Технологии УЗП

3.1 Основные цели и задачи реализации Технологии

  • сохранение экосистем

3.2 Текущий(-ие) тип(-ы) землепользования на территории, где применяется Технология

Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

  • Дренажные канавы, водотоки
  • Пруды, водохранилища
Пояснения:

O reservatório de Itaparica (hoje conhecida como reservatório Luiz Gonzaga), é localizada entre os estados de Pernambuco e da Bahia, na região chamada submédio da bacia de São Francisco. É parte do complexo hidrelétrico de Paulo Afonso, com os reservatórios de Moxotó, Paulo Afonso I, II, III, IV e Xingó. Foi construído em 1987, com a finalidade principal de geração de energia. Além disso, o reservatório tem múltiplos usos, como abastecimento público e industrial, irrigação, aquicultura, pecuária, navegação, turismo e lazer. Pode-se observar um uso inadequado em seus encontros, como perímetros de irrigação utilizando práticas inadequadas de agricultura, com agrotóxicos e ocupações irregulares despejando esgoto sem o devido tratamento diretamente no reservatório. Com a construção do reservatório de Itaparica, parte da população teve que ser removida para novas áreas urbanas localizadas nos arredores do reservatório.
A construção dos reservatórios interrompeu sistematicamente o fenômeno Piracema¹, afetando pescadores tradicionais que dependem diretamente da pesca para sobreviver. A aquicultura foi uma alternativa à escassez de peixes depois da construção dos reservatórios. As primeiras iniciativas de aquicultura aconteceram no município de Jatobá, em 1990. Gradualmente, nas cidades de Itacuruba, Petrolândia e Belém de São Francisco também surgiram atividades de aquicultura com pequenas associações. Hoje em dia existem dúzias dessas associações, formando um Arranjo Produtivo Local. A Companhia de Desenvolvimento do Vale de São Francisco e Parnaíba implantou sete estações de aquicultura para fornecer alevinos para reabastecer o reservatório. A eutrofização em reservatórios semiáridos apresenta um problema ambiental devido à redução do potencial hidrológico através de mudanças na qualidade da água, com prejuízo em todos os múltiplos usos e na manutenção da biota aquática. A região apresenta escassez de água tanto em quantidade quanto em qualidade por conta dos fatores climáticos, geológicos e pantropicais.

Если использование земель изменилось с началом применения Технологии, укажите тип землепользования до применения Технологии:

Grazing land: Ge: Extensive grazing land

3.3 Дополнительная информация о землепользовании

Обеспеченность водой участков, где реализуется Технология :
  • сочетание богарных и орошаемых земель
Число урожаев за год:
  • 2

3.4 Категория УЗП, к которой относится Технология

  • управление поверхностными водами (родники, реки, озёра, моря)
  • Охрана/ управление водно-болотными угодьями

3.5 Распределение Технологии по площади

Охарактеризуйте пространственное распространение Технологии :
  • равномерно-однородное применение на определенной площади
Если Технология равномерно применяется на той или иной территории, укажите ее приблизительную общую площадь:
  • < 0,1 км2 (10 га)
Пояснения:

O tanque tem 100m de comprimento por 20 de largura, e 1,70m de profundidade, mas a área pode ser maior em função do volume de efluente a ser tratado. A área todo comprehende também as tanques escavados para os peixes.

3.6 Мероприятия УЗП, выполняемые в рамках Технологии

Мероприятия с использованием растительности

Мероприятия с использованием растительности

  • Р5: Другие
инженерные мероприятия

инженерные мероприятия

  • И5: Дамбы, водохранилища, пруды
Пояснения:

macofitas, espécies diferentes
em blocos

3.7 Основные проблемы деградации земель, на решение которых направлена Технология

деградация водных ресурсов

деградация водных ресурсов

  • Взп: снижение качества поверхностных вод
Пояснения:

manejo do solo, desmatamento / remoção da vegetação natural (incl. incêndios florestais), exploração excessiva da vegetação para uso doméstico, pastagem excessiva, urbanização e infra-estrutura de desenvolvimento, descargas (contaminação ponto de água), sobre captação / retirada excessiva de água (para irrigação, indústria, etc.), mudança na temperatura, mudança de chuvas sazonais, secas, pressão populacional, pobreza / riqueza, insumos e infra-estrutura: (estradas, mercados, distribuição de pontos de água, outros, â € |), educação, acesso a serviços de conhecimento e de apoio, guerra e conflitos

Manejo da cultura (anual, perene, árvore / arbusto), atividades industriais e de mineração, liberação de poluentes transportados pelo ar (urbano / industryâ € |), perturbação do ciclo da água (infiltração / escoamento), Chuvas fortes / extremo (intensidade / quantidade), tempestades de vento / tempestades de poeira, inundações, outras causas naturais (avalanches, erupções vulcânicas, fluxos de lama, recursos naturais altamente suscetíveis, extremo topografia, etc.) especifique, posse de terra, disponibilidade de trabalho, governança / institucional

3.8 Предотвращение и снижение деградации земель, или восстановление нарушенных земель

Укажите цель Технологии по отношению к деградации земель :
  • снижение деградации земель

4. Технические характеристики, мероприятия по практической реализации, вложения и стоимость

4.1 Технический рисунок, иллюстрирующий Технологию

Автор:

Stephan Pflugmacher-Lima, TU Berlin Fakultät VI Planen Bauen Umwelt; Sekr. A1; Strasse des 17. Juni 152; 10623 Berlin; Aleman

4.2 Спецификация / пояснения к техническому рисунку

O ponto P1 corresponde à captação da água que abastece os tanques dos viveiros. O ponto P2 recebe a descarga dos efluentes vindos de 10 viveiros de juvenis de tilápia (Oreochromis niloticus).
Location: Itacuruba. Pernambuco
Date: 2013

In blocks
Vegetative material: O: Outro
Number of plants per (ha): 250000
Other species: Egeria densa; Eichhornia crassipes

Dam/ pan/ pond
Depth of ditches/pits/dams (m): 1,7
Width of ditches/pits/dams (m): 20
Length of ditches/pits/dams (m): 100

Wall/ barrier
Depth of ditches/pits/dams (m): 1,7
Width of ditches/pits/dams (m): ca 0,3
Length of ditches/pits/dams (m): ca 15

Construction material (other): tubos, valvulas
Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 3400m3
Dimensions of spillways: ca 100m

4.3 Общая информация по необходимым вложениям и стоимости

другая/ национальная валюта (название):

Real (R$)

Укажите обменный курс между долларом США и местной валютой (если уместно): 1 доллар США =:

3,17

Укажите среднюю дневную заработную плату наемных работников:

2.11

4.4 Мероприятия, необходимые для начала реализации

Деятельность Тип мероприятия Сроки
1. Escavar e stabilizar paredes Инженерные
2. Colocar 5 barreiras Инженерные
3. Cercar Инженерные
4. Colocar as macrofitas Мероприятия с использованием растительности

4.5 Вложения и затраты, необходимые для начала реализации

Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу Общая стоимость на единицу % затрат, оплаченных землепользователями
Оборудование Caminhão para remoção da terra 1,0 126,38 126,38 100,0
Строительные материалы Mourão (com cimento) 1,0 473,93 473,93 100,0
Строительные материалы Arame-farpado 1,0 315,96 315,96 100,0
Строительные материалы Terraplenagem 1,0 252,76 252,76 100,0
Общая стоимость запуска Технологии 1169,03

4.6 Поддержание/ текущее обслуживание

Деятельность Тип мероприятия Сроки/ повторяемость проведения
1. Trocar as macrofitas Мероприятия с использованием растительности

4.7 Стоимость поддержания/ текущего обслуживания ( в год)

Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу Общая стоимость на единицу % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда 1,0 63,96 63,96 100,0
Оборудование Tela de nylon 1,0 15,8 15,8 100,0
Другие Limpeza do terreno 1,0 315,96 315,96 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 395,72

5. Природные и социально-экономические условия

5.1 Климат

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Пояснения/ комментарии по осадкам:

500-750mm: monção, chuvas de inverno / verão) / duração dos períodos secos ser conhecidos

Агроклиматическая зона
  • полузасушливая

Chuva com dezembro a maio, com o máximo no mês de março

5.2 Рельеф

Склоны (преобладающие):
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа:
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Зона высотной поясности:
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.

5.3 Почвы

Средняя мощность почв:
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта):
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см):
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
Содержание органического вещества в верхнем горизонте:
  • низкое (< 1%)

5.4 Доступность и качество воды

Уровень грунтовых вод:

< 5 м

Доступность поверхностных вод:

недостаточны/ отсутствуют

Качество воды (без обработки):

питьевая вода плохого качества (необходима обработка)

5.5 Биоразнообразие

Видовое разнообразие:
  • средняя

5.6 Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Осёдлый или кочевой:
  • Осёдлый
Доходы из других источников:
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка:
  • средний
  • обеспеченный
Индивидуальное или коллективное хозяйство:
  • частное/ домовладение
Пол:
  • мужчины

5.7 Средний размер земельных участков, арендуемых или находящихся в собственности землепользователей, применяющих Технологию

  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Считается ли это мелким, средним или крупным хозяйством (по местным масштабам)?
  • мелкое

5.8 Собственность на землю, права на земле- и водопользование

Землевладелец:
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Право землепользования:
  • индивидуальное
  • precia cadastro e outorga; grande usuário paga
  • precia cadastro e outorga; grande usuário paga

5.9 Доступ к базовым услугам и инфраструктуре

медицинское обслуживание:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
образование:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
технические консультации:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
занятость (вне хозяйства):
  • плохой
  • средний
  • хорошая
рынки:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
электроснабжение:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
транспорт и дорожная сеть:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
водоснабжение и канализация:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
финансовые услуги:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
assistência técnica:
  • плохой
  • средний
  • хорошая

6. Воздействия и заключительные положения

6.1 Влияние Технологии УЗП в пределах территории ее применения

Социально-экономическое воздействие

Доступность и качество воды

доступность питьевой воды

снизил.
увеличил.
Другое социально-экономическое воздействие

aumento com o custo da manutenção, pois tem que pagar mão-de-obra para fazer o manejo das macrófitas

Социальное и культурное воздействие

bem-estar humano

decreased
increased
Комментарий/ пояснения:

A tecnologia contribua na melhoria da qualidade da água, que está diretamente relacionada com a saúde da população.

Экологическое воздействие

Водный цикл/ поверхностный сток

качество воды

снизил.
увеличил.

испарение

увеличил.
снизил.
Другие экологические последствия

Uma tela de nylon impede que as macrófitas ocasionalmente se desprendem no reservatório.

6.4 Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с текущими расходами по поддержанию технологии (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

позитивное

6.7 Сильные стороны/ преимущества/ возможности Технологии

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению землепользователей
No caso o controle do governo seria forte, a tecnologia ajudaria cumprir as regras.

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению составителя или других ключевых специалистов
Dentre as vantagens de adoção da técnica Green Liver estão o baixo custo, rapidez de construção e relativamente fácil operação.

Achamos uma vantagem o sistema utilizar processos naturais para a purificação de água.

6.8 Слабые стороны/ недостатки/ риски Технологии и пути их преодоления

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению землепользователей Возможные пути их преодоления/снижения?
Aumenta os custos por conta da mão-de-obra.
Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению составителя или ответственных специалистов Возможные пути их преодоления/снижения?
A necessidade de fazer o manejo das plantas e desobstrução de alguma tubulação. Para isto necessita de mão-de-obra de pelo menos um trabalhador que monitore o sistema periodicamente e faça a manutenção.

7. Справочные материалы и ссылки

7.1 Методы сбора/ источники информации

  • опросы землепользователей

7.2 Ссылки на опубликованные материалы

Название, автор, год публикации, ISBN:

Pflugmacher, S., Kühn, S., Lee, S.-H., Choi, J.-W., Baik, S., Kwon, K.-S., Contardo-Jara, V., 2015. Green Liver Systems® for water purification: Using the phytoremediation potential of aquatic macrophytes for the removal of different cyanobacterial toxins from water. AJPS 06 (09), 1607–1618. doi:10.4236/ajps.2015.69161.Nimptsch, J., Wiegand, C., Pflugmacher, S., 2008. Cyanobacterial toxin elimination via bioaccumulation of MC-LR in aquatic macrophytes: An application of the “Green Liver Concept”. Environ. Sci. Technol. 42 (22), 8552–8557. doi:10.1021/es8010404.

Модули